石泉水电厂计算机监控系统综述

1、毕业论文学校：××××××班级：××××××学号：××××××姓名：×××题目：石泉水电厂计算机监控系统综述二九年六月目 录1 概述12 系统结构及配置12.1 系统结构12.2 硬件配置22.2.1 全厂控制层硬件配置22.2.2 现地控制层硬件配置32.3 软件配置42.3.1 全厂控制层软件配置42.3.2 现地控制层软件配置42.4 电源配置43 系统功能43.1 数据采集及处理

2、43.2 安全运行监视53.3 控制与调节63.4 画面显示和人机接口63.5 综合参数统计、计算与分析73.6 自动发电控制（AGC）、自动电压控制（AVC）及经济运行73.7 生产管理及打印制表83.8 运行及操作指导83.9 系统数据库功能83.10 数据通讯和网络通讯93.11 系统自检与切换、系统自诊断自恢复93.12 系统时间同步功能103.13 电话语音报警及电话查询104 H9000系统软件环境及任务流程104.1 事故追忆软件114.2 画面软拷贝软件114.3 用户权限管理软件114.4 网络通讯软件125 H9000系统集成125.1 数据库的定义、制作与生成135.1.

3、1 数据库结构135.1.1.1 数据库结构定义135.1.1.2 数据库生成定义155.1.2 数据库文本文件定义175.1.2.1 模拟量定义175.1.2.2 扫查开关量定义195.1.2.3 中断开关量定义215.1.2.4 脉冲量定义235.1.2.5 系统综合信息量定义235.1.2.6 特征量定义255.1.2.7 计算量定义255.1.2.8 整定值定义255.1.2.9 数字量定义255.1.3 数据库生成工具255.2 使用IPM作图工具制作图形画面及报表255.2.1 静态图形制作255.2.2 动态链接255.2.3 静态图形制作255.3 制作连锁画面及建立连锁条件库

4、265.3.1 联锁画面的制作265.3.2 联锁条件库的建立265.3.3 修改联锁条件库头文件265.3.4 运行联锁文件库执行文件265.4 系统项目相关特征定义文件265.5 报表及综合计算275.5.1 报表275.5.1.1 报表分类275.5.1.2 报表形成275.5.1.3 报表打印方式275.5.2 综合计算275.5.2.1 主要动力设备运行工况统计275.5.2.2 电量、水量累计275.5.2.3 温度特征值计算275.5.2.4 综合计算周期定义文件276 H9000系统的特点286.1 开放的硬件及系统环境286.2 灵活多变的系统结构286.3 通用化标准化的系

5、统设计与软件开发286.4 完善的系统应用功能286.5 简洁的图形与人机界面设计286.6 强大的应用开发支持软件系统296.7 良好的技术合作与售后服务297 系统运行情况297.1 总体情况297.2 已解决的问题297.3 需进一步完善和存在的问题308 认识与体会319 结束语31石泉水电厂计算机监控系统综述 (Survey and Summary of Computer Monitoring and Control System of Shiquan Hydropower Plant)【摘要】 本文主要介绍了石泉水电厂计算机监控系统的结构、软硬件配置、系统集成、系统功能及运行情况，

6、并结合监控系统改造情况谈了自己的认识与体会。【关键词】 计算机监控系统 结构配置 功能 系统集成。1 概述石泉水电厂位于汉江上游的陕西省石泉县境内，距石泉县城1公里，目前是陕西省内的第二大水电厂。其中一期工程装机3×45MW，安装三台混流式水轮发电机组，1975年建成投产。石泉水电厂计算机监控系统改造工程通过国内议标，由中国水科院自动化所中标，采用该所研制开发的新一代面向对象的全分布开放式总线型H9000水电站计算机监控系统。石泉水电厂计算机监控系统按“无人值班（少人值守）”进行总体设计和系统配置，同时保留了原来的常规控制系统。系统的主要硬件设备均采用进口的高性能高可靠性的工业控制级

7、产品。操作系统平台采用了兼容性好、功能强大、稳定可靠、发展极为迅猛的Windows NT。系统分两层：全厂控制层和现地控制层。系统网络结构为总线型光纤以太网，上位机各工作站通过五类屏蔽双绞线与系统连接，现地控制层的四台LCU和二期电站计算机监控系统通过光纤与系统连接。经过水科院自动化所和石泉水电厂双方的共同努力，随石泉水电厂三台机组大修，于1999年1月完成了3F LCU的安装调试，2000年1月完成了公用LCU、2F LCU、上位机及网络设备的安装调试，2001年1月完成了1F LCU的安装调试。随后经进一步的完善和消除缺陷后，2001年9月顺利通过了验收，投入正式运行。2 系统结构及配置2

8、.1 系统结构石泉水电厂计算机监控系统分两层：全厂控制层和现地控制层。全厂控制层（上位机系统）配置有：五台工作站（主机兼操作员A、B工作站；通讯工作站；工程师工作站；电话语音报警工作站）；DEC HUB90集线器等网络设备；GPS卫星时钟装置。现地控制层配置四台现地控制单元（LCU）：一号机组现地控制单元（1F LCU），二号机组现地控制单元（2F LCU），三号机组现地控制单元（3F LCU），公用设备及开关站现地控制单元（公用LCU）。系统采用全分布式开放的总线型网络结构，主干网为单光纤以太网(Ethernet)，通讯速率10Mbps,网络通讯协议为TCP/IP。对局域网来说，以太网在系统

9、资源共享、可扩展性、可维护性及传输速率等方面具有不少的优势，已在国内许多水电站的计算机监控系统成功应用。以太网传输协议采用IEEE802.3,通过载波侦听多路访问/冲突检测（CSMA/CD）实现。上位机各工作站通过五类屏蔽双绞线与系统连接，接头采用RJ-45；现地控制层的四台LCU和二期电站计算机监控系统通过光纤与系统连接。因此，在操作员A、B站和工程师站可以非常方便的监视二期水电站的运行参数、设备状况及运行情况。二台全厂控制层主机兼操作员工作站互为热备用，由网络系统软件监测并自动进行切换，不必采用硬件切换装置。系统采用GPS卫星时钟装置，使系统各主机CPU时钟同步，并与国际标准时间保持同步。

10、现地控制单元（LCU）由CONTEC一体化工控机（IPC）、GE90-30型PLC、I/O端子及接口电路、DC24V继电器、微机准同期装置、智能温度巡检装置等组成。为防止在PLC硬件故障、电源故障等异常情况下失去机组水力机械事故保护，三台机组LCU仍保留了原来已存在的备用PLC（日本三菱F1-60MR小型PLC）。石泉水电厂计算机监控系统系统结构如附图1所示。2.2 硬件配置根据地理特点并考虑到操作使用的方便，GPS卫星时钟信号接收装置安装于主厂房顶部；BSS标准时钟校时装置、网络设备、工程师工作站、通讯工作站、电话语音报警工作站、监控系统配电设备安装于计算机室；主机兼操作员A、B工作站及其打

11、印机安装于中控室；公用LCU安装于保护室；各机组LCU安装于发电机机旁盘。2.2.1 全厂控制层硬件配置1. 主机兼操作员A、B工作站（DEC DWP266i） CPU：Pentiun II 266MHZ 内存: 64MB SDRAM 硬盘：4.3 GB CD-ROM ：650MB Win95键盘 PS/2鼠标ATI图形卡及Philips 21”彩显（1280X1024） 接口：2串/1并网卡： 3C-509以太网卡 软驱：3.5” 1.44 MB打印机：AMT525i plus 宽行针式打印机操作员工作站的主要作用是：实现对全厂设备的实时监视和控制调节；对电站各控制点和监测点进行自动安全检测

12、、越限报警、事件顺序记录、事故故障原因提示；实现站内经济运行、自动发电控制和自动电压控制；实现水轮发电机组的自动顺序起、停控制，以及其它自动控制功能;对电站计算机监控系统设备的管理;自动发电控制（AGC）、自动电压控制（AVC）功能;数据库管理;定值修改设定与工作方式变更;各种报表和日志的显示和打印;系统自诊断信息的显示;操作员操作权限的管理与操作员的注册登录。运行监视与事件报警（事件简报、语音报警、画面显示）；生产过程的操作控制与闭环调节；人机接口；通讯功能；自诊断及冗余管理。2. 工程师工作站（DEC DWP200i）CPU：Pentiun MMX 200MHZ 内存: 64MB SDRA

13、M 硬盘：2 GB CD-ROM ：650MB Win95键盘 PS/2鼠标ATI图形卡及Philips 21”彩显（1280X1024） 接口：2串/1并网卡： 3C-509以太网卡 软驱：3.5” 1.44 MB网络打印机：AMT525i plus 宽行针式打印机工程师工作站的主要作用是：对整个计算机监控系统进行监视维护，连接网络打印机。还可利用它对电厂的维护人员进行系统的培训，促进业务技术水平的提高。3. 通讯工作站（DEC DWP200i）CPU：Pentiun MMX 200MHZ 内存: 64MB SDRAM 硬盘：2 GB CD-ROM ：650MB Win95键盘 PS/2鼠标

14、ATI图形卡及Philips 15”彩显 接口：2串/1并网卡： 3C-509以太网卡 软驱：3.5” 1.44 MBDIGI通讯板通讯工作站的主要作用是：预留与石泉水电厂水情自动测报系统、管理信息系统（MIS）、陕西省调、安康地调的通讯接口，可在需要时与上述系统进行通讯。4. 电话语音报警工作站（DEC DWP200i）电话语音报警工作站的硬件配置与通讯工作站基本相同，唯一的不同是电话语音报警工作站没有DIGI通讯板，但有一块DIALOGIC电话语音卡。电话语音报警工作站的主要作用是：根据预先的设定，在事故和故障时发出语音信号；通过设置的电话号码和寻呼机号码自动进行电话语音报警和呼叫寻呼机；

15、还具有电话查询功能，能自动向查询者以语音方式通报当前的设备运行状态。5. DEC HUB 90光纤网络总线设备配置如下：序号设备名称及规格型号数量1DEC HUB-90集线器机箱12DEC repeater 90T-16 （16路10 BaseT）13DEC repeater 90FL （4路10 BaseT）24ST光纤跳线45光纤分配箱（16口）16光纤固定盒47光纤收发器4819”机箱（安装网络设备）1GPS卫星时钟装置包括：GPS卫星时钟信号接收装置；BSS标准时钟校时装置。2.2.2 现地控制层硬件配置 （1）一体化工控机（日本CONTEC 510/200） Pentium 200M

16、HZ CPU 2GB HardDisk 32MB SDRAM 3C-509以太网卡(Ethernet Network Interface Card) 13.8” LCD液晶显示器 Win95键盘 PS/2鼠标（2）数据采集和控制装置(美国GE公司GE90-30 PLC)主要性能 CPU： 80386EX 25MHZ (GE90-360 ) I/O点数 ：2048/2048 寄存器容量： 10K 程序存储器容量：240K （3）RS-232八串口智能通讯卡 (4)DC24V继电器(5)DAS-II智能温度巡检仪(6)SID-2V微机准同期装置2.3 软件配置2.3.1 全厂控制层软件配置 操作系

17、统：Microsoft Windows NT server 4.0中文版 基本软件：H9000水电站计算机监控系统 集成开发工具：Microsoft Visual C+6.0 DBgen数据库开发调试工具软件 IPM交互式图形与报表开发工具软件 ControlLock操作闭锁工具软件 PDC周期综合计算工具软件 NETman网络系统管理工具软件 RPTed报表转换工具软件2.3.2 现地控制层软件配置 操作系统：Microsoft Windows NT server 4.0中文版 基本软件：H9000水电站计算机监控系统（现地控制单元） 集成开发工具：Microsoft Visual C+6.

18、02.4 电源配置由于计算机监控系统在电站中的地位十分重要，因此要求监控系统的电源配置可靠性高。石泉水电厂监控系统电源分别由厂用I段、厂用II段供给，两段电源互为备用。当工作电源消失时，可自动切换到另一段正常电源供电。另外还配置了五台美国DELTA 3KVA在线式不间断电源（UPS）：四组LCU，每组LCU一台UPS；上位机和网络设备共用一台UPS。3 系统功能3.1 数据采集及处理系统对电站主要设备的运行状态和运行参数自动定时进行采集，并作必要的预处理，存于实时数据库，供计算机系统实现画面显示、制表打印及完成各种计算、控制等设计功能时使用。石泉水电厂监控系统采集的现场数据主要有：（1）模拟量

19、的采集：包括电量（电压、电流、功率、频率等）、非电量（温度量、压力、位移、转速、液位、振动摆度等）。处理包括有效性、合理性判断，输入线路误差补偿，标度变换，越复限比较及格式化等。越限或复限时记录相应的时间。（2）一般开关量的采集：一般开关量是指隔离刀闸、接地刀闸状态和故障监视信号等，采集处理包括：输入硬件光电隔离、防抖滤波和软件抗干扰滤被，故障量异位报管，数据格式化等。LCU检测到状态量及过程讯号异位时立即将异位点传送上位机，并周期定时传送全部采集点，确保数据库各采集点定时更新。（3）中断开关量的采集：中断开关量是指机组、母线和线路以及厂用断路器和继电保护等开关信号，随机中断采集。处理包括硬件

20、光电隔离、防抖滤波和软件抗干扰滤波；异位立即传送异位点，事故时报警，数据格式化等。报警方式：顺序连续显示和打印报警语句，指出动作设备器件名称、内容及动作时间，同时伴有音响，画面上相应开关闪烁等。事故报警时，还发出声光、语音报警信息，自动启动电话和传呼系统并具有电话报警和电话查询功能。LCU采集的现场数据包括：模拟量、脉冲量；数字量、一般开关量和中断开关量。LCU采集到现场数据后，进行予处理，然后实时送至上位机作进一步处理，存人系统实时数据库。 所有采集的数据点均可通过人机联系设置扫查投入与退出、报警使能与禁止标志，对其参数限值可进行人工修改设置，并可用人工设定值取代采集值，以剔除坏点。3.2

21、安全运行监视计算机监控系统实时监视电站各类设备的运行状态和参数，当它们发生异常、运行状态发生变更或参数超越设定限值等时，计算机系统及时报警，同时进行实时记录，以便分析检查。值班人员可通过操作员A、B工作站，监视全厂的生产状况和设备运行情况，显示和打印各种运行参数及记录区。当电站重要设备发生事故时，监控系统立即响应，记录事故发生的时间，动作设备器件名称、内容等，时间以时、分、秒、毫秒记录，存入主站数据库记录区，形成事件顺序记录。并立即显示、打印事故报警语句，发出事故语音信号。（1）事件顺序记录:包括断路器状态、重要继电保护信号等。（2）故障报警记录：计算机系统周期扫测故障讯号量，当发现故障时，立

22、即响应并处理，记录故障发生的时间，动作设备器件名称、内容等，时间以时、分、秒记录，立即显示、打印故障报警语句，并顺序存入主站数据库记录区，形成全天故障记录。对重要设备的操作及事故可在LCU盘上模拟光字牌显示。（3）参数越限报警与记录：监控系统对运行设备参数设定有四种限值：上上限，上限，下限，下下限。当超越其设定限值时，立即进行报警(一次性)，当越限值恢复正常时，进行复限提示(一次性)。参数越复限时，记录越复限发生的时间，参数名称、限值、越限参数的实时值等内容。时间以时、分、秒记录。立即显示、打印越复限报警提示语句，并顺序存入主站数据库记录区，形成全天参数越复限记录。（4）电气主设备操作记录：对

23、于电站设备，包括机组开、停，断路器的投、切，隔离开关，接地刀闸的合、切等操作，FMK投、切，厂用变高低压开关、联络开关、刀闸的投、切等操作，在进行非事故状态判断后，按先后动作顺序进行记录。（5）事故追忆：电站发生事故时，需对事故发生前后的某些重要参数进行追忆记录，以供运行人员事故分析。系统根据设定的事故追忆采样周期，对追忆量进行前若干秒追忆，后若干秒记录，形成事故追忆记录(事故追忆采样周期可设定)。事故发生时，计算机将按顺序将事故报警信息、事故的名称及这些追忆数据保存于磁盘中，形成历史数据。（6）计算机系统综合信息记录：计算机系统综合信息包括系统设备投切、电站控制运行方式变换，重要功能投切、状

24、态转换、软件出错信息、系统诊断信息等仅与计算机系统有关的信息。在线显示CPU负荷率（7）实时监视：对各电站的水力机械系统、发送电系统、厂用电系统、油、水、气系统、闸门系统的实时运行参数和设备运行状态以召唤方式进行实时监视显示。具体显示画面数量及内容待定（8）语音报警、电话自动报警及查询：运行人员可对系统数据库进行设置、定义发生哪些事故时，监控系统需要进行语音报警和电话自动报警，若需要电话自动报警时可顺序设置若干个电话号码或寻呼机号码，当发生事故时，系统能根据设备情况发出声光、语音报管信息，自动启动电话和传呼系统进行报警；系统还提供电话查询功能，可通过电话查询当前电站设备运行情况。（9）远方诊断

25、功能：监控系统具有远方诊断及远方维护功能。通过远方诊断及维护系统，可以实现远方故障诊断及远方系统维护。（10）模拟光字牌：监控系统可提供两种形式的光字牌，一种以硬件的方式设置在LCU的盘面上，另一种在上位机工作站以画面的方式模拟光字牌。3.3 控制与调节(1) 机组开、停机操作控制。(2) 机组事故停机及紧急停机操作。(3) 断路器的投切操作。(4) 隔离开关的投切操作。(5) 公用设备、机组辅助设备的启停操作等。(6) 参数整定与限值修改。(7) 机组有功、无功负荷的调节。(8) 工况及运行方式转换操作。通过运行方式设置画面可对系统控制权远方/本地、系统手动自动、开环闭环控制方式、经济运行方

26、式进行转换操作，还可对调频、调压、稳定、低频自起动等功能进行投切操作。进行上述操作时，系统进行相关闭锁分折，自动防止误操作（9）运行人员可对系统设备的运行方式进行设置与转换，主要操作有： LCU顺控功能、专用顺控装置的切换 机组微机调速器的手动与自动方式的设置与转换 机组微机励磁装置手动与自动方式的设置与转换 设备运行方式一般由现地常规设置，同时将该信号以常规接点信号的方式反馈给LCU。3.4 画面显示和人机接口监控系统工作站配备了大屏幕Philips CRT彩色显示器、Win95键盘、PS/2鼠标。系统人机界面基于X/Window和Motif图形标准，它可以使不熟悉计算机软件编程的电厂维护及

27、运行人员经过较短时间的训练即可修改、编辑、绘制监控图形。人机联系软件全鼠标驱动，面向目标操作，全中文界面，简明直观，方便易懂，用户界面十分友好。每台监视器的屏幕分辨率为1280x1024，分成若干个窗口，有系统管理窗口、监控窗口、时钟窗口、报警窗口等。系统管理窗口为系统仿真终端，主要监视计算机系统的任务执行，完成任务起动等系统管理操作。监控窗口为计算机监控系统的主要人机介面，完成各种监视和控制功能。时钟窗口仅显示监控系统日期、实时时钟。报警窗口含有各种类型的报警标志区，当某种报警信号发生时，相应的报警标志闪烁，选择某种标志时，即可调出相应类型的报警语句汇总表报警窗口还含有一个各类报警语句综合显

28、示区，可显示若干条最新报警语句监控系统画面显示有自动和召唤两种方式。自动方式用于事故、故障及过程监视等情形；召唤方式为运行人员随机调用。自动方式：当电站发生事故时，自动推出主结线图；当进行主要设备操作时，自动推出操作控制画面，当进行开停操作时，自动推出开停机流程监视图；设备故障时自动显示报警语句；自动显示可靠性统计提示语句；其他报警及提示语句等。召唤方式：运行人员通过鼠标、键盘、专用画面目录、下拉式菜单、弹出式菜单、专用功能软件或其它专用软件随机召唤。3.5 综合参数统计、计算与分析计算机监控系统可根据实时采集到的数据进行周期、定时或召唤计算分析，形成各种计算数据库与历史数据库，帮助运行人员对

29、电厂设备的运行进行全面监视与综合管理。(1) 电量、水量累加计算。(2) 综合计算：机组平均耗水率、平均效率计算；机组温度分折计算；三大轴瓦及定子线圈温度的分析计算；开、停机过程的正常温度值计算及与实测值的比较分析。上述计算结果特征值送至主站实时数据库与历史数据库。 (3) 主要设备运行统计计算。(4) 经权限许可的定值管理。(5) 生产报表的统计与生成。3.6 自动发电控制（AGC）、自动电压控制（AVC）及经济运行计算机监控系统实现电站的自动发电控制(AGC)和经济运行。且有按频率启动机组或调相机组改发电等功能。全厂发电控制运行方式可通过软件对话进行设置切换，计算机监控系统主要运行方式有：

30、1. 远方监控运行方式2. 站级监控运行方式3. 计算机系统开环、闭环运行方式4. 全厂手动、自动控制方式5. 系统控制权6. 全厂给定负荷方式7. 全厂给定负荷曲线方式在闭环运行方式下，可以实现电站的手动或自动发电控制功能；而在开环运行方式下，计算机系统只进行监视，不进行控制，即所有的过程控制命令均被闭锁。在手动控制方式下，运行人员可通过计算机系统人机接口设备直接发出机组的开机、停机命令、调节命令及其它控制命令，自动控制功能如AGC、AVC等被闭锁；在自动控制方式下，可以实现各种自动控制功能，如自动经济运行、自动电压控制等，这些控制功能可以自动发出开、停机命令、调节命令及其它控制命令。3.7

31、 生产管理及打印制表自动制表打印是计算机系统的一项基本功能。计算机系统根据要求，将数据由数据库取出，存人相应的报表数据区。系统打印分为随机打印、定时自动打印和召唤打印三种方式： 随机打印：用以记录系统的各种操作、事故、故障等各类报警沿句，自动打印。 定时打印：用来打印各类统汁报表、运行记录及运行日志等定时自动进行 召唤打印：为运行人员调用，随机召唤打印，调用方式为鼠标、专用功能软件。监控系统对下列信息进行记录，并分类汇总形成当天(或当班)的统计记录运行人员可调用相应画面查看当天(当班)电站及系统的运行情况。汇总记录可自动定时(午夜)打印，也可随机召唤显示或打印。 操作记录 变位记录 主要设备运

32、行统计记录：发电机组、断路器、机组压油装置运行统计等 事故、故障统计记录 参数越限复限统计记录 定值变更统汁记录 主要设备状态变化统计记录 运行日志、生产报表打印记录 事故画面软拷贝记录3.8 运行及操作指导运行及操作指导可以将电厂的一些重要而又复杂的操作的操作条件以及进行这些操作形成的专家经验输入计算机，当进行这些操作时，计算机根据当前的状态进行条件判断，提出操作指导意见，可以提高电站的安全操作水平。运行指导的内容很多，主要包括： 机组开停机操作指导 隔离刀闸操作联锁指导 主要事故、故障原因及处理提示 主要操作票参考功能 主要运行工况转换等3.9 系统数据库功能系统实时数据库为网络型全分布式

33、数据库，所有数据共享都通过网络通讯来实现。数据库包括：实时数据库、历史数据库、计算数据库、暂存数据库、画面及报表格式数据库、预置数据库、图形符号库等。这些数据库，构成了计算机监控系统数据资源中心。1. 实时数据库主要存放LCU采集送上来的所有实时数据，它是监控系统数据库中最主要的数据库，其采用按LCU单元存储的结构。对实时数据的操作有：按点名或逻辑名修改、存取一个记录，设置记录的某些特征值和状态，读记录状态等。2. 历史数据库由若干历史文件组成，其中每个文件存贮若干数据。包括：报警画面(主接线)状态信息及重要参数越限前后变化过程数据、事故现场软拷贝历史数据文件等。操作包括：事故发生后，将有关的

34、数据及图表记录、存贮起来，并将若干个这样的记录组成一个历史文件存起来；事后可调用历史文件及记录显示(再现历史数据及图表)；对若干个历 史文件进行目录管理，并进行一些增、则、转存等操作。3. 计算数据库用于存放由各种计算功能得到的数据。4. 预置数据库用于存放预置的参数限值，参数约定及显示、打印定时等约定。5. 画面及报表格式数据库存放各种画面定义文件、表格格式定义文件、打印报表格式。6. 图形符号库用于存放系统及用户画面中常用的图形符号。3.10 数据通讯和网络通讯监控系统内部由以太网连接的各设备之间的通讯，采用TCPIP规约。上行实时数据一般采用广播通讯方式，使网上每个节点均可同时收到实时数

35、据，并选择自己所需数据存入本地数据库，以保证所有节点数据库信息的完整性。下行控制命令由拥有控制权的计算机节点设备发出，经校验正确后，采用点对点方式送至相应LCU节点。现监控系统LCU与电调、励磁、保护装置的接口采用常规I/O接点接口方式。可根据需要改为计算机串行通讯方式。监控系统LCU主机（工控机）与智能温度巡检装置采用RS232串行通讯方式进行通讯。LCU主机（工控机）与GE90-30可编程控制器采用RS232串行通讯方式进行通讯，通讯协议按H9000系统内部通讯规约（RTU协议）实施。监控系统配置有一台通讯工作站，预留与石泉水电厂水情自动测报系统、管理信息系统（MIS）、陕西省调、安康地调

36、的通讯接口。通讯规约及内容待商定。3.11 系统自检与切换、系统自诊断自恢复本监控系统为分布式网络控制系统，系统各设备除自检外，还可进行设备间的互检，形成系统检测报告，并将系统异常情况及时报警通知运行人员以及时处理，还可对某些异常情况进行自动恢复或冗余切换处理。冗余切换主要是操作员A、B工作站和两台打印机的切换，切换方式包括：自动切换、手动切换。系统自诊断包括以下各项：各计算机故障自检包括CPU、内存、显示卡、I/O通道、硬盘故障等。外部故障监视包括电源、键盘、鼠标以及其他检测目标故障等。其它检测包括软件任务检测、IO过程通道故障检测、远程通讯通道故障检测、网络通讯故障检测等。LCU自诊断内容

37、包括：24V电源，PLC系统运行状态，CPU硬件，系统内存，I/O 模块，CPU模块电池状态及RTD自诊断等。RTD自诊断包括：输入短路；内部故障；接线错误；开路；越上限；越下限 ；过低报警；过高报警。3.12 系统时间同步功能本监控系统为网络结构，网络上各主机都有自己的独立时钟。为确保各主机时钟的统一，系统采用客户/服务器模式，通过软件与硬件相结合的方法实现网络时钟同步。系统以GPS卫星时钟为时间源。该GPS时钟将卫星信号中的时钟信号提取出来，通过RS-232串行口送给网络上的时钟服务器（SQCOMM）。该时钟服务器以GPS时钟发出的时间作为标准时间设置本机时钟；网络上其他主机则以时钟服务器

38、的时钟为标准同期地同步本机时钟。由此方法实现网络上各主机时钟同步，同步精度为秒级。GPS时钟还提供多路脉冲输出接点，并在每整分时发出精度为1毫秒的同步脉冲。下位机各LCU取这些结点作为一路中断开入量采集，当受到脉冲信号时，将本系统时钟设置为整分。从而实现各LCU之间的时钟同步精度为毫秒级，满足事件分辨率的指标要求。GPS时钟每到整点和半点向时钟服务器发出对时信号。3.13 电话语音报警及电话查询石泉水电厂计算机监控系统除设计配备了正常的汉语语音报警装置外，还具有电话查询及报警系统。拨打语音报警电话号码可以查询电站运行状况。当发生事故时，计算机监控系统会自动进行以下工作：1. 计算机在中控室操作

39、员工作站播放事故语音报告。2. 计算机自动拨打第一个指定值班电话号码，报告事故状况；若该电话无人接听，计算机会自动拨打第二个指定值班电话号码（可设为值班领导电话号码），报告事故状况。3. 计算机自动拨打指定传呼机号码，并请回拨报警电话，以查询机组事故状况。4 H9000系统软件环境及任务流程系统以开放的Windows NT 4.0操作系统为运行环境，以X-Window作为人机界面用户接口，以TCP/IP网络协议作为网络通讯接口，加上专用的水电站实时数据库管理软件及其多种应用软件，构成了新一代的基于开放环境的H9000水电站计算机监控系统软件，软件环境及软件结构见附图2。如图所示，H9000系统

40、提供了丰富的软件包。其中，下述软件是实现实时监控系统必不可少的软件，它们是：（1） 系统初始化软件（2） 人机联系及画面显示软件（3） 数据处理及数据库更新软件（4） 网络通讯软件及其他通讯软件（5） 各种控制操作软件（6） 自动发电控制及经济运行计算软件（7） 自动电压控制软件（8） 事故追忆历史数据库和实时历史数据趋势显示（9） 综合计算统计及分析软件（10） 报表生成及打印软件（11） 系统自检软件（12） 双机检测及切换软件（13） 多机系统实时数据库一致性维护（14） 时钟同步软件（15） 用户权限管理软件有一部分软件需要进行维护，下面将需要进行维护的软件作一些说明。4.1 事故追忆

41、软件当电站发生事故时，需对事故发生前后的某些重要参数和相关量进行追忆记录，以供运行人员事后分析。该系统可自动将通过人机联系手段在线设置的追忆点的实时内容存入追忆数据文件中，追忆文件以“事故名称.事故事件.SGZY”命名，用户可通过人机联系调用追忆文件。本监控系统事故追忆周期为20秒，记录时间长度为事故前10点，后10点，即事故发生前20秒和后20秒。因每个事故追忆文件都会占用硬盘空间，因此，需要定期进行清理，事故追忆文件所在的目录为： USERSEMSPROJECTPASV1.0ASGZY4.2 画面软拷贝软件人机界面软件可根据操作员的要求，将当前画面进行软拷贝，作为文件存入硬盘。因每个软拷贝

42、文件都会占用硬盘空间，因此需定期进行清理，软拷贝文件所在的目录为： USERSEMSPROJECTOIXV1.0ASFTCP4.3 用户权限管理软件H9000系统对于双机网络系统的控制功能进行了完备的特权管理，只有具有控制权的用户且在主控工作站上，方可发出控制命令。操作员进行操作控制前应先注册自己的用户。H9000系统的SMS软件负责管理系统的用户及控制权，该软件将系统控制权按功能分为12级，它们是：（1） 监视 （display monitoring）（2） 报表打印 (report printing)（3） 报警确认 (alarm ack)（4） I/O限值修改 (I/O limit se

43、tting)（5） I/O点管理 (I/O point management)（6） 实时参数设置（7） 实时状态手动设置（8） 系统配置（9） 系统管理（10） 功率调整（11） 电站设备控制（12） 温度趋势设置（13） 电量修改（14） 虚运行参数设置该软件可对用户进行管理，增删用户，改变用户权限，根据需要分别将用户的上述特权赋予不同的用户。在实时环境下，人机联系软件oix自动辨识注册用户的特权，并作相应闭锁。4.4 网络通讯软件在计算机网络的互连环境中，UDP协议为应用程序的报文传送提供了一种最简单的协议机制。它支持广播发送方式。在H9000s系统中，下位机向上位机发送数据原则是不变不

44、送。因此，上行数据是基于 UDP协议在网上广播。网上只要有一台操作员工作站工作就可以维持系统的运行。但是，UDP协议可靠性较低，数据传输到网络目的结点时可能发生数据报的丢失和重复。这个弱点依靠每隔五分钟的定时送数来弥补。TCP协议是互联域中最重要的虚电路传输协议，它面向连接，能很好的解决网络通信中的数据丢失、损坏、重复、失序以及网络拥挤等问题。在H9000系统中为保证上位机向下位机发送命令准确可靠，下行命令基于TCP协议点对点发送。网络通讯进程与其他数据处理进程之间，利用共享缓冲区共享数据，依靠信号灯激活。共开辟10个如下结构的数据接受缓冲区和命令发送区。网络检测进程用于监视LCU的工作状态。

45、当LCU在线时，若上位机在规定时间内没有接受到上行数据，则给出该LCU网络故障信息。网络通信进程包括：LAN_OUT1.EXE 面向连接的发送进程LAN_INB.EXE 广播方式的接受进程LAN_OUTB.EXE 广播方式的发送进程LAN_TEST.EXE 网络检测进程系统网络结点配置文件：USERSEMSPROJECTLANV1.0ADEFhosts.def该文件可根据实际各LCU的网络IP地址在线进行修改：定义格式：设备号 设备名称 IP地址 0 BROADCAST 1.255.255.2551 SQ_F1.12 SQ_F2.23 SQ_F3.311 SQ_COM .115 H9000系统

46、集成H9000系统集成步骤，顺序如下：定义和生成数据库作图形画面及报表用IPM作图工具制画面、建立联锁条件库用IPM作图工具制作联锁 运行OIX5.1 数据库的定义、制作与生成5.1.1 数据库结构5.1.1.1 数据库结构定义数据库结构定义文件定义了数据库的组（GROUP）层，定义参数如下：NAME 为TABLE或组（GROUP）名字，字符串长度不超过12字节FORMAT 说明定义的组（GROUP）格式RTU_TYPE 给出所连RTU的类型ANALOG_MAX 给出该组（GROUP）所含模拟量的最大个数STATUS_MAX 给出该组（GROUP）所含开关量的最大个数TABLE NAME =

47、EQUIPGROUP NAME = F1 FORMAT = RTU RTU_TYPE = RTP ANALOG_MAX= 300 STATUS_MAX = 600GROUP NAME = F2 FORMAT = RTU RTU_TYPE = RTP ANALOG_MAX = 300 STATUS_MAX = 600GROUP NAME = F3 FORMAT = RTU RTU_TYPE = RTP ANALOG_MAX= 300 STATUS_MAX = 600GROUP NAME = KJ_F4 FORMAT = RTU RTU_TYPE = RTP ANALOG_MAX= 300 STA

48、TUS_MAX = 600GROUP NAME = KJ_F5 FORMAT = RTU RTU_TYPE = RTP ANALOG_MAX = 300 STATUS_MAX = 600GROUP NAME = FORMAT = RTU RTU_TYPE = RTP ANALOG_MAX = 300 STATUS_MAX = 600GROUP NAME = FORMAT = RTU RTU_TYPE = RTP ANALOG_MAX = 300 STATUS_MAX = 600GROUP NAME = CMM FORMAT = RTU RTU_TYPE = RTP ANALOG_MAX = 3

49、00 STATUS_MAX = 600GROUP NAME = KJ_CMM FORMAT = RTU RTU_TYPE = RTP ANALOG_MAX = 300 STATUS_MAX = 600GROUP NAME = KJ_SYS FORMAT = RTU RTU_TYPE = RTP ANALOG_MAX = 300 STATUS_MAX = 600GROUP NAME = SYS FORMAT = RTU RTU_TYPE = RTP ANALOG_MAX = 300 STATUS_MAX = 600ENDTABLE5.1.1.2 数据库生成定义数据库生成定义文件定义了数据库的记录

50、（RECORD）层，其中按组定义了每个组所包含的各种类型的量定义文本文件。定义参数如下：NAME 给出了与数据库结构定义文件中对应的组名。INCLUDE 定义所包含的各种数据库文本文件。GROUP NAME = F1 / 一号发电机组INCLUDESQUNIT_1.ANA / 模拟量INCLUDESQUNIT_1.IND / 扫查开关量INCLUDESQUNIT_1.SOE / 中断开关量INCLUDESQUNIT_1.ACC / 脉冲量INCLUDESQUNIT_1.SYS / 系统综合信息量INCLUDESQUNIT_1.CHA / 特征量INCLUDESQUNIT_1.CAL / 计算量 INCLUDE SQUNIT_1.PAM / 整定值GROUP NAME = F2INCLUDESQUNIT_2.ANAINCLUDESQUNIT_2.INDINCLUDESQUNIT_2.SOEINCLUDESQUNIT_2.SYSINCLUDESQUNIT_2.CHAINCLUDESQUNIT_2.CALINCLUDESQUNIT_2.PAMINCLUDESQU